Каково среднее значение объемной плотности энергии электромагнитного поля в данной точке, если известно, что в вакууме

Maksimovna

30

Для решения данной задачи, нам понадобится использовать известные формулы и связи между величинами.

Средняя плотность энергии в объеме связана с плотностью потока электромагнитного излучения и скоростью электромагнитной волны следующим образом:

\[E = c \cdot \rho,\]

где
\(E\) - средняя плотность энергии (в джоулях на кубический метр),
\(c\) - скорость электромагнитной волны (в метрах в секунду),
\(\rho\) - плотность потока электромагнитного излучения (в ваттах на квадратный метр).

Нам дано значение плотности потока электромагнитного излучения: \(\rho = 1 \, \text{Вт/м}^2\), и скорость электромагнитной волны: \(c = 300000 \, \text{км/с} = 300000000 \, \text{м/с}\).

Подставим значения в формулу и выполним необходимые преобразования единиц:

\[E = (300000000 \, \text{м/с}) \times (1 \, \text{Вт/м}^2) = 300000000 \, \text{Вт/м}^2.\]

Для перевода единиц плотности энергии в джоули на кубический метр в джоули на кубический километр, необходимо умножить значение на \(10^9\), так как 1 кубический километр содержит \(10^9\) кубических метров:

\[E = 300000000 \times 10^9 \, \text{Дж/км}^3.\]

Округлим значение до десятых:

\[E \approx 3.0 \times 10^{20} \, \text{Дж/км}^3.\]

Итак, среднее значение объемной плотности энергии электромагнитного поля в данной точке составляет примерно \(3.0 \times 10^{20}\) Дж/км^3.